AODV协议分析及过期路由维护机制改进.pdf
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1、第 l 9卷第 7 期 2 0 0 9年 7月 计 算 机 技 术 与 发 展 COM P U TER TECHNOL E Y AND DEVEL0P MENT Vo I 1 9 NO 7 J u I 2 0 ( 1 9 A O D V协议分析及过期路 由维护机制改进 庄春梅 , 陆建德 ( 苏州大学 计算机科学与技术学院, 江苏 苏州 2 1 5 0 0 6 ) 摘要: 分析了 A O D V协议的工作过程及其路由表维护机制。在此基础上, 提出了一种可用路由延长生存期的思想。当 一 条路由信息在一定时间间隔内未被使用时, 并不删除该路由信息, 而是检查该路由是否可用, 若可用, 则增加该条路
2、 由 的生存期 , 否则删除, 等到需要到目的节点的路由时, 再重新查找。这样就避免了可用的非活跃路由因过期而被删除 , 当 需要再次向目的节点发送数据时, 可直接使用该路由, 避免路 由重新查找。N S 2的仿真实验结果表明该方法在存在相同 节点多次连接情况下对减轻网络流量负担和改善网路延时具有一定的积极意义。 关键词 : 自组织网络; 过期路由机制; 路 由协议 ; A O D V; N S 2 中图分类号: T P 3 9 3 文献标识码: A 文章编号: 1 6 7 3 6 2 9 X ( 2 0 0 9 ) 0 7 0 O 4 4 0 4 An a l y s i s a n d I
3、 mp r o v e me nt o f Ex p i r e d Ro u t i n g M a n a g e me n t M e c h a n i s m o f AODV Ro u t i n g P r o t o c o l Z HUANG Ch u n me i L U J i a n d e ( S c h o o l o f C o mp u t e r S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , S o o c h o w Un i v e r s i t y ,S u z h o u 2 1 5 0 0 6 , C h i
4、n a ) Al t r a c t : An a l y z e sAODV r o u t i n g p rot o c o l a n di t srou t i ng t a b l ema n a g l q e n tme c h a n i s mBa s e dO nt h is , p r o p o s et op rol o ng t hel i e t imeo f e x p i r e d Ne e d n t t O d e le t e t h e r o u t i ng i n f o r ma t io n wh e n i t i m t u s e
5、d d u r i n g a n int e r v a l , b u t t o c h e c k wh e t h e r c a n u s e i t o r n ot I f c a n L 1 s e it , p rol o ng it s1 i f e t i me , o t h e r wi s e , f i n d a ga i n S ot h i sa v o id sf ind i ng r o u t et od e s t i n a t io n a g a i nift hev a l i da n d e x p i r e drou t et O
6、i t n o t d e l e t e d Th e s i mu l a t ion r e s ult s b yNS 2 s h ow t h a t o u rmo d i f ied mech a nis m p l a y si n a c t i v erol ei n r e d u c i ng n e t wo r k o v e r h e a d a nd s ho r t e ning n e t wo r k d e l a y Ke y wo r d s : MANET; e x p i r ed r o u t ing IT I a n a g an e n
7、t me e h a n i ; rou t i ng p rot o c o l ; AODV; NS2 O 引 言 一 直以来, A O D Vh J 协议都吸引着国内外大量网 络及无线通信研究者们的关注。不仅 A O D V协议的 开发者们不断致力于协议的功能改进, 许多路由协议 的研究者也选择以 A O D V协议为例进行移动自组网 路由协议性能优化方案的研究 , 由此产生 了大量的研 究成果。包括 当前 a d h o c网络路 由协议的研究进 展 2 , 3 1 及协议性能的比较 引, 基于 AO D V各方面的改 进如 c g ) s支持 、 h e l l o 消息机制 、 路
8、由维护机制 、 多路径【 0 等。文中重点剖析了 A O D V路由协议的工 作过程, 并在此基础上 , 对 A O D V路由表维护机制进 行了改进, 提出了一种可用路由延长生存期的思想 , 对 于在存在相同节点多次连接情况下减轻网络负载具有 一 定的积极 意义 。 收稿 日期: 2 o o 8 1 0 2 7 ; 修回 日期 : 2 o 0 8 一l 21 9 作者简介: 庄春梅( 1 9 8 3一) , 女 , 硕士研 究生 , 主要研究方 向为计算 机网络、 无线移动自 组网路由协议; 陆建德, 教授, 硕士研究生导师, 主要研究方向为计算机 网络 、 无线网络、 网络安全 。 1 A
9、 o D v路由协议运行机制 A0 DV( Ad Ho c On De ma n d Di s t a n c e Ve c t o r R o u t i n g ) 是专为移动 自组网设计的一种按需路 由控制协 议, 它只当源节点需要时才生成路由, A O D V路由协议 以其网络开销、 算法复杂度等大部分性能指标优于其 它同类路由协议而受到广泛关注, 它是迄今为止少数 几个通过 I E T F组织批准成为R F C文档的移动 自组网 路由协议之一。A O D V路由协议由两部分组成: 路由 请求和路由维护。 1 1 路 由请 求 当一个节点( 源节点) 要与网络中的另一节点( 目 的节点
10、) 通信而源节点的路由表中没有到 目的节点的 路由信息时, 源节点就会发起路由寻找过程。路由的 寻找和建立步骤如下( 如 图 1 所示) : 1 ) 源节 点广播一个 R o u t e R e q u e s t ( R R E Q) 包, R R E Q包含如下 6条信息: , 其中 s o u r c e a d d r 和 b r o a d c a s t i d唯一标 第 7期 庄春梅等: A O D V协议分析及过期路由维护饥制改进 4 5 识一个 RR E Q分组 。 图 1 A。 DV路 由请求和建立 2 ) 中间节点收到 R R E Q包后, 自动建立到源节点 的反向路由。
11、同时, 查看其路由表有无到 目的节点的 足够 新的路 由( 即表 中的 d e s t s e q u e n c e =R R E Q 中 的 d t s e q u e n t) , 若有 , 则根 据反 向路 由向源 节点发 送应答包 ( R R E P ) ; 若无, 则 h o p c O u n t 加 1并转发 R R E Q包。该 节点若再 收到具有 相 同 S 0 u r c e a d & 和 b r o a d c a s t i d 标识 的 R R E Q包则直接丢弃 , 即只对第一 个到达的 R R E Q进行处理( 这避免了路由的环回) 。 R R E Q包就这样
12、一路广播下去, 最后到达目的节点。 3 ) 目的节点 收到 R R E Q后 , 同样 只选 择第 一 个 R R E Q的来向建立反向路由, 同时经反向路由向源节 点发送应答包 R I P ( 单播) 。R R E P包含以下信息: 。 4 ) 收到 R R E P的每个中间节点都会设置个指向 R R E P来向的邻节点的转发指针( 此时该节点同时拥 有指向它的上、 下游邻节点的指针) 并记录最新的目的 节点序列号。然后依上次所 建立 的反向路由把 R R E P 往源节点方向发送。其它收到 R R E Q而建立了反向 路由的节点在一定时间( 即反向路由存活时间) 内因没 收到 R R E
13、P而自动把反向路由指针删除。 5 ) P最终到达源节点后, 源节点即可开始由 刚刚所建立的路 由发送数据 。 1 2 路由维护使用 h e l l o消息机制 A O D V通过周期性的广播 T T L值为 1的 h e l l o 报 文来监视链路状态。如果节点在 h e u o i n t e M时间内 没有向它的下游邻居节点发送任何分组, 则要向邻居 节点广播含有 i d 号和序列号的 h e l l o消息。收到 h e l l o 消息的节点更新 自己与消息来源节点之间的本地连接 信息。如果节点在允许的时间间隔内没有收到下一跳 节点的 h e l l o 消息, 则认为该跳出现了故障
14、。节点将在 d e l e t e 一 fi o d 之后从路由表中删除包含该断开链路的 路由, 并发送 R R E R报文通知那些因链路断开而不可 达的节点将 对应路 由从路 由表 中删除, 沿途转 发 R R E R的节点也删除 自己路 由表 中的对应路 由。如果 断链处的上游节点与目的节点之间的距离小于 ma X r e p a i r t t l 跳 则 陔= 点启用 生存时 问比较小的 R R E Q 广播来修复路 由, 即采 用局部修复机制来降低延迟 , 否 则, 由源节点发起 R R E Q来进行修复。 1 3 A O D V路 由表的管理 A O D V路 由协议 在路 由表里
15、 为每 一个 相关 的 目 的节点维护了一个路 由表项 , 每一个路 由表项 包括 以 下 主要 信息 : 。路由表项在每一次被用来传 送一个分组时, 它的生存时间都要重新计算, 即用当前 时间加上 a c t i v e r o u t e t i m u t 。当节点收到 R R E P消 息时, 它就会把 R R E P消息中的目的序列号和路由表 中已有的 目的序列号做 比较 , 若 R R E P中的 目的序列 号大于节点已知的路 由表项 目的序列号 , 或者 二者相 同, 但 R R E P中到达 目的节点经过的跳数 即 h o p c 0 u n t 小于原路由表项中的跳数, 以上
16、两种情况都要更新路 由表项。 路由表项一旦创建或更新时, 其中的 目的序列号 状态设为有效( r a i d ) , 路由状态设为活跃( a c t i v e ) , 生 存时间设为当前时间加上 R R E P中的 l i f e t i me 。在维 护路由表的过程中, 当路由不再被使用时, 节点就会从 路由表中删除相应的路由项。而对活动路由的处理如 在 1 2 节中所述。 2 A O D V路由过期机制改进 2 1 A O D V协议评价 从 以上分析可知 , A O D V的主要优点在于 : 节点只存储需要的路由, 减少了内存需求; 通过使 用序列号来避免出现路由环路; 支持中间节点应
17、答 , 能 使源节点快速获得路由; 报文头不需携带路径, 提高了 带宽利用率; 能快速响应活跃路径上的断链L 9 ; 具有 良 好 的可扩展性 l 1 0 J 等 。 除了上述优点, A O D V协议也存在着一定局限, 主 要有 : 不支持存在单向链路的最优路由查找; 路由表仅 维护一条到达指定 目的节点的路由, 一旦该路由失效, 源节点便不得不重新发起路由发现过程, 需要较大代 价; A O D V只使用最新的路由信息。 如果一条路由信息在一定时间内未使用, 则被删 除, 而不论这条信息是否还可用, 这就造成路由信息被 删除后又需要发送数据时, 只能重新寻找路由, 增加网 络负担和路由建立
18、延迟。所以, 如果能够保留可用的 过期路由而不是删除它们, 则在下一次向目的节点发 送数据时, 即有可用的路由。不仅节省了网络洪泛的 路由发现过程, 减轻网络负担, 而且降低路由延迟。 1 , , R 、 、 爹 , l、 一 , 、 一 一 ) 、 , f 三 一, 一 , 、 、 、 一 一 、 4 6 计算机技术 与发艮 2 。 2 改进机制实现 在路 由过期设置路 由状态之前 , 先检测其可用性 , 瓮查机制的实现通 过在路 由表项 中增加一个对快要过 的 路 由检查 有 效 性 的定 时 器 r o u t e v a l i d c h e k T k n e r 建, 该 定 时
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- 关 键 词:
- AODV 协议 分析 过期 路由 维护 机制 改进
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